86 Rn ラドン 222*
希ガス p-block Period 6 Group 18 Radioactive

ラドン

Rn · Element 86 · Noble gases

A radioactive noble gas that seeps out of granite and is the second leading cause of lung cancer.

20°Cでの状態 気体
原子量 222 u
ELECTRON CONFIGURATION [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶

構造

ラドン原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質についてラドンが118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 0.01 g/cm³ 9%
融点 202 K 10%
沸点 211.3 K 8%
比熱 0.094 J/g·K
熱伝導率 0 W/m·K 0%

原子

原子半径 150 pm 43%
共有結合半径 150 pm
ファンデルワールス半径 220 pm

電子

電気陰性度 2.2 78%
イオン化エネルギー 1037.2 kJ/mol 89%
電子親和力

存在

地殻中の存在度 0 mg/kg 0%

同定

元素記号Rn
原子番号86
原子量222 u
分類希ガス
ブロックp
結晶構造面心立方格子
酸化数0, +2, +6
発見年1900
発見者Friedrich Ernst Dorn

出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a ラドン atom?

Radius 150 pm — that is 0.15 nm, so about 3333 million of them side by side would span a millimetre.

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

ラドン is liquid over a 9 K window, from 202 K to 211 K.

位置

表での位置

ラドン sits in period 6, group 18. Everything in group 18 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER 希ガス

All 希ガス

物語

ラドンとは何か、そしてどのように発見されたか

ラドンは、建物内に蓄積することがある放射性の希ガスです。

The discovery of ラドン

Friedrich Ernst Dorn(1900年)

ラドンは1900年、ドイツの物理学者Friedrich Ernst Dornが、ラジウムの放射性崩壊を研究していたハレ大学で発見しました。Dornは、ラジウム試料が放射性の気体を絶えず生成していることを観察し、当初これを「ラジウム・エマネーション」と呼びました。この発見は、1896年にHenri Becquerelが放射能を発見し、Marie CurieとPierre Curieがラジウムを研究した後に続く、初期の放射線研究の一部でした。

初期の性質解明

Dornの最初の発見に続き、科学者のWilliam RamsayとRobert Whytlaw-Grayは1910年にラドンを単離して原子量を決定し、ラドンが希ガスであることを確認しました。彼らはその密度を測定し、当時知られていた気体の中で最も重いことを明らかにしました。この元素は、発光性を持つことから、当初はラテン語の「nitens(輝く)」に由来する「ニトン」と呼ばれていましたが、1923年に「ラドン」と改名されました。

商業利用の時代

1900年代初頭、ラドンは、その治療上の性質があると考えられていたため、価値があるとみなされていました。起業家たちは「ラドン温泉」を開設し、ラドンを溶かした水を健康 tonicとして販売しました。ラドンによって物質を発光させられることが発見されると、時計の文字盤や計器盤用の自発光塗料にも使われるようになり、健康リスクが明らかになる1960年代まで利用が続きました。

健康上の危険性の認識

ラドンの危険性に対する理解は、ゆっくりと進みました。ウラン鉱山労働者の肺がん発生率は早くも1500年代に注目されていましたが、ラドンとの関連が確立されたのは1950年代になってからでした。ラドンの健康影響に関する包括的な研究は1970年代に始まり、ラドンが公衆衛生への大きな脅威であるとの認識や、1980年代における現代的な検査・低減プログラムの開発につながりました。

用途

ラドンの用途

医療用途(歴史的)

歴史的には、1920年代から1950年代にかけて、関節炎、高血圧、その他の疾患の治療を目的として、患者をラドン気体またはラドンを含む放射性の水にさらす「ラドン療法」が行われていました。現在では極めて危険であると知られているこれらの治療は、少量の放射線は有益であるという誤った考えに基づいていました。現在でも、ラドン222は、肺がんの発生メカニズムの研究や放射線防護方法の試験を行う、厳密に管理された医療研究でまれに使用されています。

科学研究用ツール

ラドンは、大気および地質学の研究で有用なトレーサーとして利用されています。科学者はラドン濃度を使って、大気塊の移動を調べ、汚染物質の拡散を追跡し、地下水の流動パターンを理解しています。ラドン222は、大気塊の識別や大気混合過程の研究に使われる天然の「指紋」として機能します。その崩壊生成物は、研究者が粒子物理学を理解し、放射線検出機器を試験するのにも役立ちます。

室内空気質の指標

ラドン測定は、公衆衛生や不動産分野で重要なツールになっています。専門のラドン検査サービスでは、住宅、学校、職場のラドン濃度を測定するために、特殊な検出器を使用します。この用途によって、ラドンの検出、低減、予防に取り組む一大産業が生まれ、目に見えない健康上の危険から何百万人もの人々を守っています。

教育および訓練

管理されたラドン線源は、放射線安全の専門家、保健物理学者、環境科学者の訓練に使用されています。これらの用途は、ラドン検出機器の開発と試験、監視機器の校正、新しい低減技術の研究に役立ちます。またラドンは、環境中に存在する他の放射性気体の挙動を研究するモデル系としても機能します。

ラドン検査サービス

ラドン技術の現代における最も一般的な用途は、住宅所有者や企業が危険なラドン濃度を特定するのを支援する、専門の検査サービスです。短期検査(2~90日)と長期検査(90日超)では、ラドン濃度を測定するために、活性炭検出器、アルファトラック検出器、または電子式連続監視装置を使用します。この産業では、何千人もの認定専門家が働き、年間数億ドルの収益を生み出しながら、公衆衛生を守っています。

低減システムの設計

ラドンの挙動を理解することは、床下スラブ減圧、床下空間の換気、空気交換システムなどの低減システムの設計に役立ちます。技術者はラドン源のモデル化を用いて、室内濃度をEPAの対策基準値(4 pCi/L)未満に下げる効果的なシステムを設計します。これらのシステムは何百万もの住宅を守っており、ラドン濃度が高い多くの地域では建築基準法によって設置が求められています。

環境モニタリング

政府機関や研究機関は、環境の傾向を追跡し、気候変動の影響を研究し、地質学的な危険を特定するために、ラドン監視ネットワークを使用しています。地盤の動きによってラドンの放出パターンが変化する可能性があるため、継続的なラドン監視は一部の地域で地震の予測に役立ちます。これらの用途は、公衆の安全と地球の過程に関する科学的理解の両方に貢献しています。

市販製品での用途なし

歴史的な用途とは異なり、ラドンは深刻な健康リスクがあるため、現在では消費者向け製品に使用されていません。過去の用途には、時計の文字盤や計器盤用の蓄光塗料(1960年代に中止)や治療装置(安全上の理由で禁止)がありました。現在、ラドンの商業利用は厳しく規制され、管理された環境での専門的な研究用途に限られています。

由来

天然での存在

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

あらゆる屋内に存在

ラドンは地球上のほぼすべての建物に自然に存在し、土壌、岩石、建築材料に含まれるウラン238の放射性崩壊に由来します。濃度は地域の地質によって大きく異なり、花崗岩の基盤岩、リン酸塩鉱床、またはウランに富む土壌がある地域では特に高くなります。EPAは、米国の住宅の15軒に1軒でラドン濃度が高いと推定しており、ラドンは喫煙に次ぐ肺がんの主な原因になっています。

地質学的な発生源

ラドン222は、岩石や土壌中のウラン238から始まるウラン崩壊系列で絶えず生成されます。ラドン濃度が高い地域には、レディング・プラング(ペンシルベニア州、ニュージャージー州、ニューヨーク州)、コロラド州、アイオワ州、ノースダコタ州の一部が含まれます。ラドンは井戸水に由来することもあり、特に花崗岩の基盤岩やウランに富む帯水層がある地域でその可能性が高くなります。ウランを含む骨材で作られたコンクリートなど、一部の建築材料も室内ラドンの重要な発生源になることがあります。

大気中の分布

屋外のラドン濃度は、大気による希釈のため通常は低い値(0.1~0.4 pCi/L)ですが、屋内濃度は閉鎖空間に蓄積するため10~100倍高くなることがあります。ラドンは、基礎のひび割れ、排水ポンプ、床排水口、配管周辺の隙間から建物内に侵入します。気象条件、土壌水分、気圧の変化は、ラドンの侵入率と室内濃度に大きな影響を与えます。

水からの発生源

ラドンは地下水に容易に溶け込み、特にウランを含む基盤岩がある地域でその傾向が強くなります。ラドンに汚染された水をシャワー、洗濯、飲用に使うと、気体が室内空気中に放出されたり、直接体内に取り込まれたりすることがあります。EPAは、水中のラドンによって年間約168人が死亡すると推定しており、花崗岩やウランに富む帯水層から取水する私有井戸でリスクが最も高くなります。

取り扱い

安全性

ラドンは放射性です。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 取り扱いには適切な遮蔽と許可が必要です。

肺がんの主な原因

ラドンは米国における肺がんの主な原因の第2位で、年間約21,000人の死亡に関係しています。吸入されると、ラドンの崩壊生成物(ポロニウム218およびポロニウム214)が肺組織に付着してアルファ線を放出し、がんにつながる可能性のあるDNA損傷を引き起こします。喫煙者では、たばこの煙とラドンへの曝露が肺がんの発症に相乗的な影響を及ぼすため、リスクが大幅に高くなります。

室内空気質への脅威

EPAは、隣接する住宅の間でも濃度が大きく異なる可能性があるため、すべての住宅でラドン検査を行うことを推奨しています。4 pCi/Lを超えるラドン濃度には低減対策が必要ですが、完全に安全とみなされる濃度はありません。子どもは呼吸数が多く、予想寿命も長いため、より高いリスクにさらされます。学校や職場でも定期的に検査を行う必要があります。

低減対策

効果的なラドン低減対策には、床下スラブ減圧システム、換気の改善、基礎のひび割れの封止などがあります。不適切な対策によって実際にラドン濃度が上昇する可能性があるため、専門業者による設置が推奨されます。システムの効果を確認するには、対策後の検査が不可欠です。住宅所有者は、特に私有井戸について、水の供給源も検査する必要があります。ラドンはシャワーや洗濯の際に放出される可能性があるためです。

継続的な監視を推奨

ラドン濃度は、気象条件、土壌水分、気圧の変化によって季節ごと、日ごとに変動します。長期検査(90日超)は、平均曝露量を最も正確に評価できます。電子式連続監視装置は、日々の変動を追跡し、ラドンの侵入に影響する要因の特定に役立ちます。特に住宅を改修した後は、2~5年ごとに再検査することが推奨されます。

簡単な回答

ラドン:よくある質問

What is ラドン?

ラドン (symbol Rn) is element 86 on the periodic table, a 希ガス in period 6, group 18. A radioactive noble gas that seeps out of granite and is the second leading cause of lung cancer. At room temperature it is a gas, and it is radioactive.

What is the electron configuration of ラドン?

ラドン's ground-state electron configuration is [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶, giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 8 electrons respectively. Its outer shell holds 8 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of ラドン?

ラドン melts at 202 K (-71.1 °C) and boils at 211.3 K (-61.8 °C).

What is the atomic mass of ラドン?

ラドン has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 222, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is ラドン?

ラドン is a gas at room temperature; its density is about 9.7 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly heavier than air.

What is the electronegativity of ラドン?

ラドン has a Pauling electronegativity of 2.2. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered ラドン, and when?

ラドン was discovered in 1900 by Friedrich Ernst Dorn. It is named after from radium, its parent element.

How common is ラドン on Earth?

ラドン does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is ラドン radioactive?

Yes. ラドン has no stable isotope — every one of its nuclei decays. Trace amounts occur naturally as decay products of heavier elements.